数控机床的润滑与冷却系统的装调

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数控机床主轴的装调
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概述
为了使数控机床高效、安全的运转,润滑系统和冷却系统是数控机床必不可少的组成部分。本次课程,我们认识下数控机床的润滑系统和冷却系统。
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润滑系统概述
数控机床的润滑系统不仅具有润滑作用,还具有冷却作用,以减小机床热变形对加工精度的影响。数控机床上常用的润滑方式油脂润滑和油液润滑两种方式。
油脂润滑不需要润滑设备,工作可靠,不需要经常添加和更换润滑脂,维护方便,但摩擦阻力大;在结构上采取有效的密封措施,以防止因冷却液或润滑油流入而使润滑脂失去功效。
油液润滑一般采用集中润滑系统。其特点是定时、定量、准确、高效,使用方便可靠,润滑剂不被重复使用,有利于提高机床使用寿命。
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集中润滑系统
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刀具和工件进行冷却的方式
在水箱将冷却液输送至切削区后,常见的对刀具和工件进行冷却的方式有:分流块安装可调整冷却管的方式、主轴环喷、主轴中心出水(即刀具中心出水)。
其中分流块安装可调整冷却管的方式结构简单,调整方便,安装要求低;而使用主轴环喷和主轴中心出水时,需要增加使用大扬程水泵和更高过滤等级的二级水箱或高压单元;采用主轴中心出水时,主轴的结构也有特殊要求。
润滑泵是提供动力和所需要的润滑介质。
分配器是按需要定量分配润滑介质。
管路组件是连接系统中的润滑泵、分配元件等,并将润滑介质输送到各个润滑点。
控制系统是控制润滑油泵按设定的要求周期工作,对润滑油泵及系统的开机,关机时间进行控制,对系统压力,储油器液位进行监控和报警,也可以显示系统的工作状态等。
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功能部件冷却
功能部件的冷却主要是针对主轴、中空丝杠、ZF减速机和电气柜的冷却。主轴、中空丝杠、ZF减速机都可采用油冷机冷却。油冷机的使用如图所示。
为使电气柜中的温度、湿度和清洁度保持在一个允许的范围内,通常使用的冷却方式是自然空冷、热交换器或电气柜空调。
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小结
本课主要讲解机床的润滑和冷去的相关知识,希望同学们在能在安装、使用机床时认真观察和思考,我们所接触到的机床都是采用何种方式进行润滑和冷却的。
容积式润滑系统以定量阀为分配器向润滑点供油,在系统中配有压力继电器,使得系统油压达到预定值后发讯,使电动机延时停止,润滑油从定量分配器供给,系统通过换向阀卸荷,并保持一个最低压力,使定量阀分配器补充润滑油,电动机再次起动,重复这一过程,直至达到规定润滑时间。该系统压力般在50MPa以下,润滑点可达几百个,其应用范围广、性能可靠,但不能作为连续润滑系统。。
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机床冷却系统概述
机床冷却系统按照冷却目标的不同可以分为机床外部冷却和功能部件冷却两大部分。
机床外部冷却是通过冷却介质对工件、刀具进行冷却,可分为气体冷却(压缩空气、二氧化碳、液氮)和液体冷却(切削液)。本课主要针对目前常用的液体冷却进行讲解。
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机床外部冷却
液体冷却系统是通过冷却泵将冷却液箱中的切削液通过管道以一定的流量和压力输送切削区。同时,在冷却液箱布置净化装置,保持冷却液的清洁。有时,也会在冷却液箱中安装液位传感器和水泵,实现冷却液的自动向冷却液箱装填。
递进式润滑系统是将一定量的润滑油按规定顺序、逐个输送到润滑点的系统。其特点注油量准确,注油量取决于分配器内部柱塞的直径和行程,分配器的指示杆可显示系统工作状况,若发生堵塞,控制器会立即报警。
油气式润滑系统通常由润滑泵、油气混合气、气源二联件及气动元件等组成。它的工作方式是利用压缩空气油泵,通过分配器,既可供给润滑部位油气,可单纯供给系统润滑油。数控机床和加工中心的高速主轴适于采用油气式润滑系统。某典型油气式润滑系统的原理图外形图与实物图如下。
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集中润滑的种类
油液润滑集中润滑系统按使用的润滑元件不同,可分为容积式润滑系统、阻尼式润滑系、递进式润滑系统和油气式润滑系统。
阻尼式润滑系统适合于机床润滑点需油量相对较少,并需周期供油的场合。它是利用阻尼式分配器,把泵打出的油按一定比例分配到润滑点。一般用于循环系统,也可以用于开放系统,可通过时间的控制,以控制润滑点的油量。该润滑系统非常灵活,多一个润滑点或少一个都可以,并可由用户安装,且当某一点发生阻塞时,不影响其他点的使用,故应用十分广泛。
集中润滑系统是由一个液压泵提供一定排量、一定压力的润滑油,为系统中所有的主、次油路上的分流器供油,而由分流器将油按所需油量分配到各润滑点;同时,由控制器完成润滑时间、次数的监控和故障报警以及停机等功能,以实现自动润滑的目的。集中润滑系统一般由润滑油泵、分配器、管路组件及控制系统4个基本部分组成。图1是一种集中润滑系统结构示意图。